第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系 §7-3 粘合剂选用的原则

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系 §7-3 粘合剂选用的原则
第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系 §7-3 粘合剂选用的原则 §7-4 粘合机理 §7-5 材料表面能与界面结合力 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 §7-7 烘燥工艺

第七章化学粘合法加固纤网在非织造材料的生产工艺中，化学粘合法是其中应用历史最长、使用范围最广的一种纤网加固方法。虽然近年来聚合物纺丝成网、水刺、热粘合等非织造生产工艺的迅速发展和粘合剂生产技术的缺陷(主要是环境保护、人体健康方面的影响)，限制了化学粘合法的发展速度，但由于这种方法具有工艺灵活多变、产品多样化、生产成本较低等优点，在整个非织造材料生产中仍占有很大比例，受到了生产厂商和行业技术人员的重视。随着无毒副作用的“绿色”化学粘合剂的出现，化学粘合法技术一定会得到进一步的发展。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用
第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用几个同类或不同类的固体，由于介于两者表面的另一种物质的作用而牢固地结合起来，这种现象称为粘合，而介于两固体表面间的物质称为粘合剂。粘合剂又称为胶粘剂、粘结剂或粘着剂。凡具有良好的粘合性能，可把两个相同或不同的固体材料连接在一起的物质，都可称为粘合剂。化学粘合法生产非织造材料工艺中，粘合剂是重要材料，其性能对非织造材料的质量和外观起重要作用，必须根据非织造材料的用途和产品特性以及用户要求来选择合适的粘合剂。因此，粘合剂的种类、组成、特性及功能是粘合剂使用者必须关注的要素。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用一、粘合剂种类粘合剂种类繁多，其分类方法也很多，目前国内外还没有一个统一的分类标准，根据粘合剂的特点可作如下分类：按来源分类按粘合剂固化后的胶体特性分类按粘合剂基料物质分类按外观形态分类按特殊功能分类

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用葡萄糖衍生物—淀粉，糊精，阿拉伯树胶，海藻酸钠等天然类粘合剂氨基酸衍生物—植物蛋白，酪朊，血蛋白，骨胶，鱼胶天然树酯 —木质素，单宁，松香，虫胶，生漆酚醛树脂，间苯二酚甲醛树脂，尿醛树脂，不饱和聚酯，聚异氰酸酯，丙烯酸双酯，有机硅等热固型— 粘合剂树脂型聚醋酸乙烯酯，聚氯乙烯-醋酸乙烯酯，聚丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚乙烯，聚酰胺，聚氨酯等。热塑型— 合成类粘合剂丁晴橡胶，丁苯橡胶，丁基橡胶，氯丁橡胶，硅橡胶，聚氨酯橡胶等。橡胶型再生型—再生橡胶。酚醛-聚乙稀醇缩醛，酚醛-氯丁橡胶，环氧-酚醛，醋酸乙烯共聚物，丙烯酸酯共聚物，丁二烯-苯乙烯共聚物，羧基丁二烯丙烯腈共聚物等. 复合型 —

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 1、按来源分类可分为天然粘合剂和合成粘合剂。天然粘合剂，就是其组成的原料主要来自天然，如虫胶、动物胶、淀粉、糊精、甲壳质以及天然橡胶等。合成粘合剂，就是由合成树脂或合成橡胶为生产原料配制而成的粘合剂，如环氧树脂、酚醛树脂、氯丁橡胶和丁腈橡胶等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 2、按粘合剂固化后的胶体特性分类可分为热塑性粘合剂和热固性粘合剂。热塑性粘合剂为线性结构，一般通过溶剂挥发、熔体冷却和乳液凝固的方式事先固化。其胶体受热软化，遇溶剂会溶解，凝聚强度较低，耐热性能较差。如聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇等。热固性粘合剂为网状体形结构，受热不软化，遇溶剂不溶解，具有较高的凝聚强度，而且耐热、耐介质腐蚀、抗蠕变，但冲击强度和剥离强度较低。如酚醛树脂、环氧树脂等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 3、按粘合剂基料物质分类可分为树脂型粘合剂、橡胶型粘合剂、无机粘合剂和天然粘合剂。树脂型粘合剂是由合成树脂为主要原料配制而成的粘合剂。如酚醛树脂、环氧树脂等。橡胶型粘合剂是由合成橡胶为主体配制而成的粘合剂。如丁腈橡胶、丁苯橡胶等。无机粘合剂是由无机物如磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、硼酸盐、金属氧化物等为原料配制成的粘合剂。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 4、按外观形态分类粘合剂按其外观形态可分为溶液、乳液或乳胶、膏糊、粉末、膜状、泡沫、固体。化学粘合法非织造材料生产工艺中，使用最多的不外乎溶液、乳液或乳胶、泡沫。固体粘合剂在非织造材料生产技术中主要是热熔胶用于生产浆点或粉点热熔粘合衬布和卫生用品。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用粘合剂型态特点粘合剂品种溶液在适当的有机溶剂或水中溶解为粘稠溶液。粘合剂干燥快，初期粘合力大。热固型树脂：酚醛；脲醛，聚丙烯酸双酯等。热塑性树脂：聚醋酸乙烯，聚丙稀酸酯，纤维素，聚氰基丙烯酸酯，饱和聚酯。橡胶：丁苯，氯丁，晴基橡胶。乳液或乳胶以水为介质，无毒，不燃烧，蒸发水后成膜形成粘接，可在乳液中加填充剂而不影响乳液稳定性乳液固含量高。热塑型树脂：热塑性树脂：聚醋酸乙烯，聚丙烯酸酯，环氧橡胶：丁苯，氯丁，天然橡胶。热粉末水溶性树脂在使用前加溶剂（水或有机溶剂），制成溶液。价格低，适合于热压加工。热塑型树脂：乙烯或丙烯基聚合物。热固型树脂：酚类热固化树脂。天然物：淀粉，酪朊，虫胶。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 5、按特殊功能分类粘合剂除了具有将物与物表面之间相互粘合、物体加固的功能之外，还可以通过添加具有功能性的填料或使主体材料具有功能性，以达到压敏、导电、导热、导磁、耐高温、超低温等目的。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用特殊功能粘合剂功能粘合剂主体成份特殊填料、副料及添加剂导电环氧树脂、酚醛树脂丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯石墨粉、炭粉金属粉(银、铜、铝金) 导热一般以液体丁腈橡胶改性环氧树脂金属粉(银、铜、铝金)、氧化粉(氧化铍) 导磁环氧树脂等羰基铁粉、铝粉等耐高温有机硅聚合物、含芳杂环聚合物及无机物(氧化铜) 超低温环氧树脂改性聚氨酯、聚氨酯、尼龙改性环氧树脂等压敏橡胶型：聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶树脂型：丙烯酸酯、硅、氟树脂基材(布、纸、塑料膜等)、隔离剂光敏树脂单体或预聚体为主料，加入光敏剂、经光催化聚合固化

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用二、粘合剂组成粘合剂是由多种成份构成的混合物，除主体材料(基材)外，还应根据不同特性和产品需要，添加若干种辅助材料，包括固化剂、溶剂、增塑剂、乳化剂、增稠剂、偶联剂、分散剂、络合剂、引发剂、发泡剂、填料等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 1、基材即主体高分子材料，是赋予粘合剂胶粘性的根本成份。其流变性、极性、结晶性、分子量及分布等对粘合剂的物理机械性能起主要作用。 2、固化剂是一种可使单体或低聚物变为线型高聚物或网状体型高聚物的物质，也可称为交联剂或硫化剂。常用固化剂有过氧化物、多异氰酸酯化合物、环氧化合物、多元羧酸等。 3、溶剂有些粘合剂需用溶剂，这些溶剂是能与粘合剂主要成份相溶的低粘度液体物质，包括水、有机或无机溶剂。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 4、增塑剂是一种能降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度，改善胶层脆性、增进熔体流动性的物质。其主要作用为能“屏蔽”高分子化合物的活性基团，减弱分子间作用力，增加高分子化合物的韧性、延伸率和耐寒性，降低其内聚温度和弹性模量。常用增塑剂有邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、癸二酸酯类、液体橡胶类等。 5、乳化剂能使两种或两种以上互不相溶(或部分相溶)的液体形成稳定的分散体系(乳化液)的物质。它属于表面活性剂的范畴，是水分散型粘合剂不可缺少的助剂。 6、增稠剂能增加粘合剂表观粘度，减少流动性的物质。常用增稠剂有酪素、甲基纤维素、丙烯酸树脂、气相二氧化硅等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 7、偶联剂能同时与极性和非极性物质产生一定结合力的物质。其结构特点是分子同时具有极性和非极性部分。其作用是增加了主体材料本身分子间的作用力，提高了粘合剂的内聚强度；在粘合剂与被粘物之间起到了一定的“架桥”作用。常用偶联剂有：有机硅烷及其衍生物类、有机铬、有机钛化合物、多异氰酸酯类等。 8、分散剂能使粘合剂组分均匀地分散在介质中的物质，属表面活性剂范畴，是水分散型粘合剂所必需的。 9、络合剂能与被粘材料形成电荷转移配价键，增加粘合剂粘结强度的物质。常用的有8－羟基喹啉、邻氨基酚等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 10、引发剂在一定条件下能分解产生自由基的物质。一般含有不饱和键的化合物如不饱和聚酯胶、厌氧胶、光敏胶等都加入引发剂。常用引发剂有过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化异丙苯、偶氮二异丁腈等。 11、促进剂(催化剂) 能促进化学反应，缩短固化时间，降低固化温度的物质。 12、发泡剂在泡沫粘合法中，使重要成份发泡的物质。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 13、填料在粘合剂组分中不与主体材料起化学反应，但可以改变其性能，赋予被粘物质不同功能，能降低成本的非粘合性固体材料。如金属粉、石墨粉、炭粉、金属氧化物、石棉粉、玻璃粉、纤维、布料等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用三、粘合剂的性能指标粘合剂的性能分为工艺性能、物理机械性能和化学结构性能。其中化学结构性能主要与组成粘合剂的聚合物成份及分子结构有关，而对于粘合剂的应用者来说，更多的应考虑其基本的理化性能和工艺性能。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 1、基本物理性能 (1)含固量在规定条件下，测得粘合剂中非挥发性物质的重量百分数。其公式如下：式中：X －粘合剂含固量(％) G1－干燥后粘合剂试样质量(g) Ｇ－干燥前粘合剂试样质量(g)

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (2)相对密度用比重瓶法可以测定液体粘合剂的相对密度。用25 ml的比重瓶装满蒸馏水，放入25℃的恒温槽中恒温半小时，称重，再将比重瓶装满待测的粘合剂液体，放入25℃的恒温槽中恒温半小时，称重，由此可测得液体粘合剂的相对密度，其公式如下：式中：d －粘合剂相对密度；　W －液体粘合剂的相对质量；　W水－水的质量；　 d水－25℃蒸馏水密度。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (3)粘度粘度是物体抵抗流动变形能力的一种量度，它是评价粘合剂质量的一项重要指标。用作用于1cm2面积上，并使相距1cm的两层流体的速度相差1cm/s的粘滞力表示。单位为Pa·s。国家标准中粘度的测量仪器采用旋转粘度剂。 (4) PH值某些粘合剂组分中含有酸性物质，会导致一些被粘物的腐蚀和纤维水解，因此，必须测定粘合剂的PH值。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (5)玻璃化温度是高聚物从玻璃态向高弹态转变的温度，也就是高聚物链段开始发生运动的温度。它与粘合剂成膜后的手感有密切关系。玻璃化温度越高，手感越硬；反之，手感越软。这是粘合剂制造商所掌握的一项重要技术数据。试验表明，不同粘合剂的扭曲模量与温度的关系是一组近似平行的曲线，而且扭曲模量为300kgf/cm2时对应的温度和粘合剂的玻璃化温度非常接近。因此，难以测量的玻璃化温度，可通过测扭曲模量为300kgf/cm2时对应的温度来获得。通常： Tg=T300+7~9(℃)

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用不同粘合剂扭曲模量与玻璃化温度的关系扭曲模量 104 103 300kgf/cm2 102 10 Tg1 Tg2 Tg3 T(℃)

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (6)离子属性一般粘合剂中根据其乳化剂亲水基团的性质可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型。同一离子属性的粘合剂可以配合使用。 (7)固化速度是研究各种粘合剂固化条件的重要数据。其测试方法为取一定量粘合剂试样放在保持恒温的加热板上(一般为150℃，个别粘合剂在室温下能快速固化的，则温度应更低些)，用玻璃棒不断搅拌，直至粘合剂转为不熔状态所需的时间。 (8)适用期(使用寿命) 是指粘合剂从各组分混合均匀开始，到能维持其可用性能的时间，是检验粘合剂质量的重要指标。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用粘合剂类别含固量 (%) PH值粘度 (0.01 Pa·s) 玻璃化温度 ℃ 成膜手感丙烯酸酯类 45±0.5 5~6 ＜90 -29 软＜30 25 硬＜60 17 中硬 -14 40±1.0 38 特硬＜100 -19 醋酸乙烯酯类＜200 24 -27 丁二烯－苯乙烯 50±1.0 8~9 20~60 23 约50 3 45 2~3 醋酸乙烯－丙烯酸酯 2~4 ＜300 33 50 3.5~4.5 2

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 2、工艺性能 (1)热敏凝聚作用采用水相乳液型粘合剂浸渍纤网，烘燥时，在除去水分的同时，部分粘合剂会出现泳移，由于泳移将导致粘合剂在非织造材料上的分布不匀和分层，因此，为了减少粘合剂的泳移，常在粘合剂中加入热敏剂，使其能在较低温度下促进胶乳凝聚，从而能成功控制粘合剂的泳移。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (2)高吸水性非织造材料中医用、卫生用及“用即弃”产品对高吸水性聚合物有着特殊的需要。这些高吸水性聚合物一般通过接枝共聚、后交联法、嵌段聚合等方法，使聚合物引入亲水性基团，使之既具有亲水性，又非水溶性，达到高度吸水及膨化，被广泛用于卫生巾、尿布之类一次性非织造材料产品中。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (3)成膜性粘合剂乳液由分散相成为连续相的过程称为成膜。成膜一般经历四个步骤。首先是乳液水分挥发，粒子相互接触；其次是乳液粒子间接触面增大，粒子变形，产生粘性流动并开始产生连续相薄膜；三是乳液中的助剂逐渐离开乳液粒子表面或溶解于聚合物中，而聚合物则由于高度自粘性而相互结合成均匀牢固的薄膜；四是形成薄膜后，胶膜结构继续变化，导致连续相的进一步加强。各种粘合剂有不同的最低成膜温度，它与聚合物的玻璃化温度有关，聚合物的玻璃化温度高，其成膜温度也高。对非织造材料的化学粘合法工艺而言，粘合剂在纤网中不应该成连续薄膜状，而应该为点粘合。因此，可利用不同成膜温度的聚合物掺混及应用预凝胶工艺，来达到纤网点粘合的目的。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用四、非织造常用粘合剂非织造材料常用粘合剂绝大多数为分散型粘合剂，即乳液或乳胶，大多采用浸渍法，也可用于喷洒法或泡沫法。粉末型粘合剂(热熔胶)则主要用于热熔粘合衬。而低熔点纤维则作为热粘合法中的纤维型粘合剂，已在第六章中作了详细介绍。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (一)聚丙烯酸酯类聚丙烯酸酯类包括丙烯酸及其酯类以及含有丙烯酸酯类组分的各种衍生物。其结构式为： R1 [ CH2 －C ] COOR2 式中：R1为－H或－CH3； R2为－ H、－CH3、－C2H5、－C3H7 ······

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用　　该类粘合剂是一个以碳单键为主链的高分子化合物。它们的许多性质取决于侧基中的R1和R2。若R1为－H，即为聚丙烯酸酯衍生物；若R1为－CH3，即为聚甲基丙烯酸酯衍生物。一般来说，聚合物的玻璃化温度Tg较低，其柔顺性较好。由于空间位阻效应，甲基丙烯酸酯及其衍生物的Tg值较高，其性质也较为刚硬。R2中碳直链越长，其非极性侧基的柔顺性越好，则大分子的柔软性及挠曲性越好，Tg值也越低。因此分析这类物质的性质时，关键在于掌握R1及R2的结构特点。丙烯酸酯类的单体的品种很多，而且其性质各不相同，但单体之间的相容性很好。因此，丙烯酸酯作粘合剂时，一般都采用多种单体共聚，通过改变参与共聚的单体品种及用量来控制粘合剂的性质。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用聚丙烯酸酯类部分单体的特性聚合物伸长率(%) 抗张强度(psi) 玻璃化温度(℃) 丙烯酸甲酯 750 1005 9 丙烯酸乙酯 1800 33 -24 丙烯酸丁酯 2000 3 -54 甲基丙烯酸甲酯 4 9000 105 甲基丙烯酸乙酯 7 5000 65 甲基丙烯酸丁酯 230 1000 20

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用不同单体赋予乳液聚丙烯酸酯的性能单体特性甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，丙烯腈（甲基）丙烯硬度，附着力丙烯腈，（甲基）丙烯酰胺，（甲基）丙烯酸耐溶剂性，耐油性丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯柔韧性（甲基）丙烯酸，高级酯，苯乙烯耐水性甲基丙烯酰胺，丙烯腈耐磨性，抗折性甲基丙烯酸酯耐气侯性，耐久性，透明性低级丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯抗沾污性

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用聚丙烯酸酯类粘合剂具有良好的柔软性、弹性、高透明性和抗皱性，而且耐水、耐溶剂。在非织造材料生产中应用最为广泛、用量最大。BASF公司开发的超低甲醛含量的丙烯酸酯粘合剂，其游离甲醛含量<20ppm，大大低于同类粘合剂，可使用于医疗卫生材料上。丙烯酸酯-羧甲基丙烯酰胺共聚乳液，耐热，耐光，耐臭氧的降解性能，耐老化性好，汽车、室内装饰用非织造材料。丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚乳液作粘合剂，耐变色性优良，柔软粘结力强，耐溶剂性强，高级服装内衬的非织造材料。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (二)乙烯类聚合物 1、聚醋酸乙烯酯类醋酸乙烯酯均聚物又称白胶或白乳胶，对纤维素材料和多孔性材料有较好的粘合性能，其结构式为： [ CH－CH2 ]n OCOCH3 醋酸乙烯酯的均聚物有较高的玻璃化温度(30℃)。因此，由它粘合制成的非织造材料，手感较硬且伸长较小。将醋酸乙烯酯与其它单体共聚，可改变其玻璃化温度，从而改善其手感等性能。醋酸乙烯酯的成本较低，在非织造材料生产中用量较大，仅次于丙烯酸酯类。主要用于粘合衬底布、用即弃产品、揩布和过滤材料等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用醋酸乙烯共聚物及其性质共聚单体酯化度(％) 玻璃化温度(℃) 马来酸二丁酯 20 10 聚乙烯 50 丙烯酸乙酯 -5 丙烯酸丁酯 -20 80 -40

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用醋酸乙烯酯—丙烯酸酯共聚乳液：玻璃化温度降低，手感柔软。醋酸乙烯酯—甲基丙烯酸共聚乳液：调节乳液的pH值，控制乳液粘结强度。发生分子交联，提高材料耐水性、耐热性。醋酸乙烯-羟甲基丙烯酰胺共聚乳液：发生分子交联，提高耐化学性，耐水性，耐热性

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 2、聚氯乙烯聚氯乙烯的结构为： [ CH2－CH ]n CI 氯乙烯均聚物具有很高的玻璃化温度和模量，单独用于非织造材料，手感较硬。但它有优良的阻燃性能，可通过改性取长补短。如氯乙烯与乙烯共聚且两种单体配比控制适当，对非织造材料有很好的粘合力和柔软性，并具有一定的阻燃性。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 3、聚乙烯酸它是用醋酸乙烯部分或全部水解而制备的水溶性热塑性树脂。它能溶于水，故一般只用来生产低级的不洗涤的非织造材料或作为纤网的预加固粘合剂。为了改善其性能，可将它在存在酸性催化剂条件下与醛反应，生成聚乙烯醇缩醛。采用不同的醛可制得不同的缩醛，其性能也不相同，可以自由调节，以满足非织造材料产品加工的要求。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (三)橡胶型胶乳 1、丁苯胶乳结构为： [ CH2－CH ]m [ CH2－CH＝CH－CH2 ]n 丁苯胶乳由丁二烯和苯乙烯进行乳液共聚合而制成。随着丁二烯和苯乙烯的配比不同，可以得到一系列从软到硬的丁苯乳胶。一般苯乙烯的含量为23.5％，若再高，则手感硬而缺乏弹性，因为侧链上的苯环会妨碍链段的内旋转。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用根据乳液共聚合的温度不同，又有高温型(50℃)和低温型(5℃)之分，后者性能优于前者，后者的强度高，耐寒性好。丁苯乳胶的特点是价格低廉，贮存稳定，耐热性和耐老化性优于天然胶乳，缺点是由于其大分子链极性较小，所以粘合性能较差，很少单独使用。若与含官能团单体共聚，性能会得到改善。在非织造材料生产中多用于厚型非织造材料的粘合加固或涂层中，产品适用于做汽车内饰材料、衬里等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 2、丁腈乳胶结构为：　　 [ CH2－CH ]m [ CH2－CH＝CH－CH2 ]n CN 由丁二烯、丙烯腈进行乳液共聚而制成。由于大分子内含有极性的腈基，丁腈乳胶有很好的粘合性能，成膜强度高、弹性好、柔软、耐磨，还有很好的耐油、耐溶剂、耐热性能，而且这些性能随着胶乳内丙烯腈含量的增加而提高。在非织造材料生产中，可用于人造革底布、衬布和高蓬松性材料。缺点是在光、热作用下会泛黄，贮存稳定性较差，贮存期一般不超过6个月，且价格较高。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 3、氯丁乳胶结构为：　　 [ CH2－C＝CH－CH2 ]n CI 由于大分子含有强极性基团－CI，所以粘合性很好。有优良的耐气候性、耐溶剂性、耐氧化性和耐热、耐燃性。氯丁乳胶通常为线形大分子，但在储藏过程中会逐渐发生结构变化，特别是在较高温下，大分子会转化成网状结构，使胶乳变硬，弹性下降。贮存期一般不超过6个月。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (四)热固性树脂 1、聚氨酯聚氨酯粘合剂包括多异氰酸酯(如二异氰酸酯)和聚氨酯两大类。聚氨酯是由多异氰酸酯与多元醇(如二元醇H)反应而成。由于聚氨酯中重复的氨甲基酸酯链段只占少数，所以从广义上讲，聚氨酯乃是异氰酸酯的加聚物。不同类型的异氰酸酯与多羟基化合物反应后，能生成不同结构的聚氨酯，从而可获得不同性质的聚氨酯粘合剂或其它聚氨酯高分子材料，如人造革涂层材料、纤维、橡胶等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用从化学角度来看，聚氨酯粘合剂可分为三种类型：①多异氰酸酯粘合剂。它是由多异氰酸酯单体溶解于适当比例的溶液中，或与橡胶混合而制得的改性多异氰酸酯粘合剂。②基端为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体粘合剂。③聚氨酯树脂粘合剂。它是由异氰酸酯与多羟基化合物充分反应制成的溶液、乳胶、薄膜或粉末等状态的粘合剂。聚氨酯是一种新材料，作为纤维(氨纶)和人造革涂层材料(PU人造革)，有着广泛而成熟的应用。而作为非织造材料粘合剂的历史还不长，应用不是很多。但是由于聚氨酯粘合剂具有弹性好、耐热水、耐溶剂、耐热、耐寒、耐油、耐氧化和耐臭氧等优良性能，近年来发展很快，是一种很有发展前途的粘合剂。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 CH2OH CH3CH2C CH2OH OCN CH3 CH2OH NCO CH2OCONH CH3 NCO CH3CH2C CH2OCONH CH3

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 2、酚醛树脂酚醛树脂是由酚类化合物与醛类化合物进行缩合反应而制成的合成高分子物。通常用于配制粘合剂的酚醛树脂是苯酚与甲醛缩聚反应而得的低分子量可溶树脂。其优点是极性大、粘结力强；耐热性、耐老化性(高温老化和自然老化)好，能耐水、耐油、耐腐蚀；易改性，也能对其它粘合剂改性；抗蠕变，尺寸稳定性好；电绝缘性能优良；制造简单，价格便宜。缺点是脆性大，剥落强度低；需高温高压固化。该种粘合剂一般用于坚硬、厚重的高温层压非织造产品。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 (五)热熔粘合剂热熔粘合剂是一种不含溶剂或水的热塑性高分子聚合物固体材料。此类材料受热时熔融，成为粘流体渗透到被粘体内部，冷却后固化，与被粘物牢固固化。非织造材料生产中使用的热熔粘合剂主要指热熔胶和热熔纤维。热熔纤维在第六章中已有详述，以下介绍热熔胶。热熔胶是热塑性树脂，具有线形结构或不均匀网状结构，在高温下为主弹态，经加热熔融后呈粘流态。将热熔胶均匀地涂布在非织造材料上制成粘合衬的加工方法称为涂层。常用的涂层工艺有撒粉法、粉点法、浆点法、热熔转移法、网膜复合法和双点法等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用用于粘合衬布的热熔胶，一般要求具备下列性能：良好的流动性进行涂层加工时，热熔胶要能够按照加工产品质量要求，迅速地转移到底布上，并确保涂胶量和涂胶均匀。为此热熔胶应具有适合加工工艺的颗粒大小、颗粒形状和粒度分布。良好的粘合性热熔胶必须与底布的纤维有较好的粘合力，仅用少量热熔胶就能使衬布具有高剥离强力。良好的熔融性热熔胶熔点低，熔融温度范围和熔融指数适中，可使涂层加工在较低温度下完成，而不影响织物的手感和损伤纤维，也可使压烫在短时间、低温、低压下完成，而不发生渗料及不损伤面料。较好的耐洗性能经洗涤后粘合强度无显著下降。具有抗老化性能在光、热条件下不会变色、变脆。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用热熔胶技术指标：熔融粘度与熔融指数松装密度安息角熔点范围粒径

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用熔融粘度与熔融指数：热熔胶的热流动性取决于它的熔融粘度。熔融粘度随分子量的增加而迅速增加。熔融粘度不易直接测定，可用熔融指数(MI)来衡量热熔胶的热流动性。熔融粘度与熔融指数之间存在线性下降关系，即随着熔融指数的增加，熔融粘度降低，热流动性提高，有利于热熔胶对织物的浸润和扩散。但熔融指数过高会造成渗料现象。熔融指数一般在10～150范围内选定。松装密度：松装密度是指在无振动或挤压情况下，单位体积粉体的重量，以g/cm3表示。松装密度与颗粒大小和分布状况有关。采用粉点涂层加工时，热熔胶的涂布量与松装密度有密切关系。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用安息角：安息角(也称休止角)是指粉体松散堆放在平面物体上时，与平面成的夹角。用以表征粉体的流动性能。良好的流动性能便于粉体涂层的转移。熔点范围：高分子热熔胶的熔融过程有较宽的温度范围，称为熔点范围。对于衬布用热熔胶，需要较低的熔点范围(100~130℃)，以免粘合时损伤基布或面料。但是，熔点太低将影响其耐水洗和耐干洗性能。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用粒径：热熔胶粉体是经专门技术，如低温粉碎技术加工而成的。其粉体粒径可用筛网分筛的办法测量。一般情况下热熔胶粉体的粒径呈一定的分布。按涂层加工要求，粉体粒径的大小可分为以下几档：粗粉粒径 150～500µm 用于撒粉涂层细粉粒径 60～200µm 用于粉点涂层精细粉粒径 80µm以下用于浆点涂层粘合衬常用热熔胶有聚乙烯类(PE)，其中包括高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)两种，聚酰胺类(PA)，聚酯类(PES)，乙烯－醋酸乙烯类(EVA)和聚氨酯类。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系
第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系化学粘合法工艺生产非织造材料，粘合剂自身的基本技术性能和粘合法工艺所控制调节的技术参数对非织造材料的性能有很大的影响，前者与粘合剂的选用有关，后者与化学粘合法设备及工艺技术有关。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系一、断裂强力化学粘合法非织造材料的断裂强力首先与粘合剂的含量有关。在相同克重的纤网中，粘合剂含量增加，非织造材料的断裂强力也增加。粘合剂的粘结强度越高，初始弹性模量越大，非织造材料的断裂强力就越高。粘合剂的玻璃化温度越高、粘合剂薄膜的断裂强度越大，则非织造材料的抗拉伸性能就越好。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系粘合剂玻璃化温度和非织造材料断裂强力的关系

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系粘合剂薄膜断裂强度与非织造材料断裂强力的关系

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系二、断裂伸长非织造材料的断裂伸长随粘合剂含量的增加而增加。当粘合剂初始模量下降时，非织造材料的断裂伸长就增加。当非织造材料的延伸性超出一定范围时，断裂强力就下降，而断裂强力的下降促使断裂伸长减小。有人认为，随着粘合剂薄膜断裂强度的变化，非织造材料断裂伸长的变化是很小的，因而可以忽视由于粘合剂含量变化而产生的断裂伸长变化。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系聚丙烯腈纤维平行排列的纤网用丁腈乳胶粘合的非织造材料的断裂伸长与粘合剂含量的关系 × 0~5%丁腈胶乳 △ 12%~18%丁腈胶乳 ○ 24%丁腈胶乳 ● 35%丁腈胶乳

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系三、初始弹性模量粘合剂含量和粘合剂初始弹性模量影响着化学粘合法非织造材料的初始弹性模量。有人认为，当粘合剂含量增加时，非织造材料的初始弹性模量可达到最大。但亦有人认为，两者是线形关系，并提出公式：MF=Bc(1.75lgMB+0.685)。式中MF为化学粘合法非织造材料的初始弹性模量，MB为粘合剂的初始弹性模量，Bc为粘合剂含量。这一公式表明，化学粘合法非织造材料的初始弹性模量受粘合剂含量的影响比受粘合剂初始初始弹性模量的影响大。如果用硬度高、伸长小的粘合剂代替延伸大的粘合剂，则对非织造材料的初始弹性模量不产生明显作用。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系四、柔软性化学粘合法非织造材料的柔软性随粘合剂含量的增减而微有增减，而粘合剂的玻璃化温度和非织造材料的悬垂长度有着关系，影响非常明显。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系粘合剂玻璃化温度对非织造材料悬垂性的影响 ○ 25%粘合剂含量(对纤网重) □ 100%粘合剂含量(对纤网重)

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系五、防皱性用低玻璃化温度的粘合剂(软性粘合剂)粘合的非织造材料，很少会起皱，至少在10秒钟内不会自行起皱。因此，在化学粘合法非织造材料生产中，提高软性粘合剂的含量是有好处的。硬性粘合剂的作用恰恰相反，非织造材料的折皱性会随硬性粘合剂含量的提高而增加。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系粘合剂玻璃化温度对非织造材料折皱性的影响

第七章化学粘合法加固纤网 §7-3 粘合剂选用的原则
第七章化学粘合法加固纤网 §7-3 粘合剂选用的原则一、非织造材料对粘合剂的要求非织造材料对粘合剂的主要要求是：高的内聚强度对纤维有高的粘合性能和好的粘合效果加油良好的柔润性和回弹性能耐水洗、干洗化学稳定性好与其它粘合剂、添加剂相容性好染色性好，色牢度高无毒、无气味、无环境污染成本低

第七章化学粘合法加固纤网 §7-3 粘合剂选用的原则二、粘合剂选用原则 (一)粘接强度化学粘合法非织造材料的拉伸性能与纤维在粘合剂作用下的粘接强度有关。粘接强度由粘合状态和粘接亲和力决定，也和粘合剂的流动性和润湿性有关，两者相互影响。粘合状态受纤维的长度、细度、截面形状及其表面状态的影响，它与选用纤维有关。粘接亲和力与粘合剂的化学基团有关，有时为增强化学键合力应发生适当交联，选用自交联官能团或外加交联剂而完成。但这时应对交联时机和交联程度加以控制，否则实现交联时机不对或交联不足及过度，均会破坏非织造材料质量和性能。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-3 粘合剂选用的原则粘合剂的流动性和润湿性由粘合剂的粘度、颗粒大小、表面张力等决定，这些又与粘合剂分子结构和分子量有关，且与胶层的自身强度有关。粘合剂在纤网中形成胶层后除应使纤维之间粘接良好外，其自身强度应足够大，否则胶层本身会被拉断，胶层自身强度与粘合剂的分子结构及分子量有关。粘合剂的分子结构应选用柔性大、链段易于运动的长主链，支化度较低，但能有带极性的较短侧基，可实现适度交联反应。粘合剂的分子量要足够大，且分子量分布宽度应较窄，这样其胶层自身强度可较高，但分子量过高，使粘合剂粘度增加，不利于对非织造材料的润湿、扩散和渗透。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-3 粘合剂选用的原则 (二)非织造材料的刚柔性非织造材料的柔软悬垂性或硬挺性与粘合剂的硬度有关，粘合剂硬度与粘合剂的玻璃化温度和成膜性有关，而这些又与粘合剂的化学结构有关。玻璃化温度反应聚合物分子结构的差异，所以应按非织造材料产品的刚柔性要求来选用适当玻璃化温度的粘合剂。粘合剂的成膜性与材料的刚柔性有关。若粘合剂在纤网中固化呈连续片状膜，则非织造材料的手感较硬；而粘合剂在纤网中呈点状分布，则手感较柔软。粘合剂的最低成膜温度与其玻璃化温度有关，可利用不同成膜温度聚合物的渗混来达到点粘合的目的。非织造材料的刚柔性除了与粘合剂自身性能有关外，还与粘合工艺及烘燥固化过程控制有关。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-3 粘合剂选用的原则 (三)粘合剂的固化性能粘合剂以液态形式进入纤网，要经过烘燥逐步固化，胶层成膜是逐步实现的。首先在一定温度下，纤网中水分子蒸发，随着温度的升高，粘合剂中固体粒子聚集并不断扩大聚集面，在固化温度下，经交联或自交联形成稳定的胶层结构及与纤维的粘接状态。粘合剂的固化或交联温度以及固化速度是确定化学粘合工艺的重要参数，选用时，应同时考虑纤网中的纤维种类和烘房长度，因为固化温度不能接近纤维的熔点和软化点，而烘房长度则是保证固化速度的前提条件。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-3 粘合剂选用的原则 (四)粘合剂的含固量和附着率粘合剂的含固量一定程度上反应有效成份的多少，附着率则表示单位纤维质量含有的粘合剂固体质量。为了达到非织造材料上粘合剂附着率的要求，就要结合工艺要求，配制相应浓度的粘合剂。粘合剂浓度的选择很重要，否则，会影响附着率、粘合剂的渗透、粘接效果以及烘燥能耗的高低。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-3 粘合剂选用的原则含固量与附着率有以下关系式：式中：GS －粘合剂含固量 Gf －纤维质量 K －单位纤维质量含有的粘合剂量 Z －粘合剂浓度 Y －附着率

第七章化学粘合法加固纤网 §7-4 粘合机理化学粘合法生产的非织造材料中，被粘合的固体主要是纤维，纤维之间的粘合牢度取决于粘合剂和被粘纤维分子之间及粘合剂自身分子之间的结合强度。假定粘合剂和纤维相互接触的界面是具有一定厚度的区域，聚合物大分子链段可在期间相互扩散，并存在界面间的化学键合作用。迄今为止，有各种不同的理论来解释粘合强度的影响因素，但均不能很好地体现粘合机理。若要合理完整地分析粘合机理，一般认为，粘合剂使纤维之间产生粘合力是各个单一理论统一起来的综合作用，即润湿吸附能力、扩散能力、化学键合以及机械嵌合等等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-4 粘合机理一、润湿吸附作为粘合剂，首先应该具备的条件是容易流动，这样才能充分浸润被粘物质的表面，有利于充分粘合。吸附理论认为，粘结力的形成首先是高分子溶液中粘合剂分子的布朗运动，使粘合剂的大分子链迁移到被粘物质的表面，即表面润湿过程，然后发生纤维对粘合剂大分子的吸附作用。这一阶段，强调粘合剂的润湿能力，其大小取决于纤维与粘合剂之间接触界面的表面张力，这是影响粘合剂的重要因素。下节将详述材料表面能与界面结合力的关系。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-4 粘合机理二、扩散作用厚度一般为1～100nm。由于润湿作用的存在，使被粘纤维在溶液中产生溶胀或混溶，界面两相大分子能相互渗透扩散。扩散程度影响着粘合强度，因为扩散程度决定了界面区的结构、可运动链段的多少和界面自由能的大小。若扩散不良，界面分子易在外力作用下产生滑动，粘合强度就很低。从界面上分子或链段扩散角度来研究粘合现象的理论称为扩散理论，它能解释时间、温度、分子量、聚合物类型等因素对粘合强度的影响。对于金属、玻璃、陶瓷等材料的粘合，则很难用扩散理论来解释。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-4 粘合机理扩散理论的另一个论点认为，高聚物相互间的粘附作用是与其互溶性密切相关的，这种互溶性基本上由极性相似来决定。如果两个高聚物都是极性的，或都是非极性的，经验证明它们的粘附力较高；反之，一个是极性，另一个是非极性，要获得较高的粘附力则很困难。这一论点，对粘合剂的选择是一个有价值的依据，即应根据纤维特性选择粘合剂。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-4 粘合机理三、化学键合如果粘合剂和被粘物质之间存在化学键，即使没有很好的扩散，也能产生很强的粘合力，这就是化学键合理论。诚然，通过界面间可能产生的化学反应而得到牢固的化学结合力，这个理论是有效的，但它只限于反应性的粘合剂，对于许多与被粘物质没有化学反应的粘合剂的粘合，则无法解释。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-4 粘合机理四、机械结合作用机械结合作用是指粘合剂渗入被粘合材料的孔隙内部或其表面之间，固化后，被粘合材料就被固化的粘合剂通过锚钩或包覆作用结合起来而产生粘合强度。锚钩作用包覆作用

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力
第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力研究高分子材料表面能是了解其粘合机理的基础。无论是从热力学理论出发提出的粘接功，还是反应材料润湿能力的接触角以及与材料粘合有关的扩散、键合、机械作用等理论，都与液固两相及其界面的表面能──表面张力有关。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力一、表面张力与分子间作用力物体表面具有表面张力，这与表面上分子与体相内分子所处的状态不同有关。表面层的分子是处于不对称的力场中，它受到四面八方分子的作用力，总的作用力之和等于零，而表面的分子只受到下边分子的作用力，于是表面分子就沿着表面平行的方向增大分子间的距离，总的结果相当于有一种张力将表面分子之间的距离扩大了，此力称为表面张力。表面张力可以用N/cm的单位来表示。不同材料(液体) 的表面张力是不同的，这与分子间的作用力(包括色散、极性和氢键)大小有关。相互作用大者表面张力高，相互作用小者则表面张力低，但不论表面张力大小，物体总是力图缩小其表面，降低表面能，趋向稳定。通常将表面张力在100×10-3N/m以上者称为高能表面，100×10-3N/m以下者称为低能表面。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力表面张力与分子间作用力液体膜张力缩小表面积示意图液体体相内分子与表面分子所处的状态及分子间作用力

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力部分材料的表面张力物质名称表面张力 (10-5N/cm) 聚醋酸乙烯乳液 38 聚乙烯醇 37 聚氯乙烯 39 聚甲基丙烯酸甲酯聚偏二氯乙烯 40 涤纶 43 聚乙烯 31 尼龙 46 聚苯乙烯 33 纤维素 45

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力二、界面张力与粘附功不同的两相高聚物相接触，其接触面就是两相的界面。将界面可逆地分离开所需的能量即为粘附功(Wa)，它和两相的表面张力r1和r2以及界面张力r12有以下关系： Wa= r1＋ r2－ r12 由上式可知，要使粘附功Wa增大，就要降低界面张力r12，当两相物质相同，则界面消失，r12＝0，r1＝ r2。两相高分子材料的表面张力和极性决定了界面张力的大小，温度、介质等环境因素也程度不同地影响其大小。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力三、接触角与润湿能力润湿吸附理论实质上就是以表面能为基础的吸附理论，它认为粘合的好坏决定于浸润性，浸润得好，被粘物体和粘合剂分子之间紧密接触而发生吸附，则粘合界面形成了巨大分子间作用力，同时排除了粘合体表面吸附的气体，减少了粘合界面的空隙率，提高了粘合强度，因此人们常把浸润(润湿)性作为一个量度来预测和判别粘合效果。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力液滴对材料的润湿模型 rL θ rS rSL

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力液体对固体表面润湿程度可用接触角θ表示。它是在液滴、固体、气体接触的三相界面点，作液滴曲面的切线与固体表面的夹角。可见，液体在固体表面上的接触角越小，润湿程度越好。而润湿角的大小取决于它们的表面张力的大小。当一滴液滴在固体表面上达到平衡时，应满足下列方程：式中：rS －固、气表面张力 rL －液、气表面张力 rSL －固、液表面张力 θ －接触角

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力如果上式成立，则液体处于静止状态，此时的接触角称为润湿角。要想增加润湿程度，就应该增加cosθ、减小θ或提高固气表面张力。随着润湿程度的增加，θ角相应减小，当θ＝0时，即呈完全润湿。这就是说，只有液体的表面张力小于固体的表面张力时，才有可能润湿；而表面张力大的物质不能润湿表面张力小的物质。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-5 材料表面能与界面结合力对于高分子材料而言，粘接功WA 可用下式表示：由上式可知，粘接功与润湿性关系很大，因此人们常用θ角的大小来度量润湿性和粘接强度。粘接过程是很复杂的，仅从热力学理论分析还不够，还有一个动力学问题，即润湿速度，而润湿速度则与体系的表面粗糙度、粘度、分子量等因素有关。为了得到良好的粘合，要求润湿速度大于粘合剂的固化速度。另外，根据接触角原理，为增加粘合剂的润湿能力，可在其中加入适量表面活性剂，以降低其表面张力。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能
第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能非织造材料的化学粘合法工艺就是将化学粘合剂的乳液或溶液采用不同的工艺方法施加到纤网中去，经热处理后达到纤网加固目的。常用的方法有浸渍法、喷洒法、泡沫浸渍法、印花法及溶剂法等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能一、浸渍法与设备浸渍法是化学粘合法中应用最早、最广泛的方法，也称全浸渍或饱和浸渍。基本工艺流程：纤网喂入有粘合剂的浸渍槽中，浸渍后经过一对轧辊或吸液装置除去多余的粘合剂，再通过烘燥装置使纤网得到固化而成为非织造材料。按轧液和吸液方式可分为浸轧式、吸液式和吸液-轧液结合式，按帘网形式可分为单帘网+圆网和双帘网形式。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (一)单帘网+圆网浸渍+轧液要求纤网经预加固，否则易发生变形，产品手感硬。轧辊

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (二)单帘网+圆网浸渍+真空吸液可改善产品手感和蓬松性。真空吸液洗网装置

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (三)双帘网浸渍真空吸液+轧液纤网不易变形，产品手感较好，形成一定的外观结构，网帘工作寿命不及圆网。真空吸液

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (四)双网转移式浸渍+真空吸液纤网呈水平运动，不易变形，产品手感和弹性较好。粘合剂槽粘合剂转移辊托槽真空吸液洗网装置

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (五)浸渍槽中带轧辊适合于经预加固的厚型纤网。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (六)深槽浸渍+轧液减少浸渍槽中粘合剂数量，防止过早凝聚和离析，国外常用于针刺地毯的浸渍粘合。锲状物

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能二、泡沫浸渍法 (一)原理与特点泡沫浸渍法是用发泡剂和发泡装置将粘合剂浓溶液成为泡沫状态，并将发泡的粘合剂涂于纤网上，经加压和热处理，由于泡沫的破裂，泡沫中的粘合剂微粒在纤维交叉点成为很小的粘膜状粒子沉积，使纤网粘合后形成多孔性结构。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能泡沫浸渍法主要用于薄型非织造材料，与一般浸渍法相比，其优点如下：结构蓬松、弹性好。浸渍以后，纤网含水量低，烘燥时能耗小，比全浸渍低33～40％。粘合结构在纤维的交叉点上，成为点状粘膜粒子。粘合剂水分少，浓度高，烘燥时避免产生泳移现象。漏水少，污染小。生产速度高(薄型产品为80m/min，厚型产品为20m/min)。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (二)发泡机理泡沫是由大量的分散在液体中的气泡所组成，这些气泡间由液膜隔开，其中大部分是气相，它们具有某些特定的几何形状，实质上是微观多相的胶体体系，其中气体是分散相，它分散在液体的分散介质中，纯液体不会形成泡沫，必须在该液体中至少加入一种能在气液界面上形成界面吸附的物质──表面活性剂。在表面活性剂溶液中通入空气，气泡被一层表面活性剂的单分子膜包围，当该气泡冲破了表面活性剂溶液/空气的界面时，则第二层表面活性剂包围着第一层表面活性剂膜而形成一种含有中间液层的泡沫薄膜层，在这种泡沫薄膜层中含有粘合剂液体，当各个气泡相邻地聚集在一起时，就成为泡沫集合体。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (三)发泡装置根据以上分析，泡沫粘合剂的产生可以表达为：粘合剂表面活性剂(发泡剂)→发泡装置→泡沫粘合剂空气发泡装置分动态和静态两种形式。动态发泡装置主要由转子和定子组成，静态发泡装置由多层筛网构成。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能传统动态发泡装置，泡沫直径差异较大。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能改进后动态发泡装置，泡沫直径较均匀。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (四)影响泡沫稳定性的主要因素 1、气泡的破裂当泡沫的壁膜或其局部区域因为排液而变薄，泡沫即由亚稳定状态变为不稳定。此时外界的扰动，如机械或热的冲击，或泡沫壁膜内分子的无规则运动都会引起膜的破裂。 2、泡沫的并合气泡的半径与气泡内外的压差成反比。气泡半径越小，气泡内气体压强对液壁的压强差越大，即气泡越小，其中泡内气体压强越大，因而气体将透过液模由小泡向大泡扩散，结果小泡逐渐缩小以致消失，而大泡则逐渐扩大。 3、泡沫中液体的流失泡沫中的液体除了表面蒸发减少外，主要流失渠道是沿泡壁的重力流动，向几个气泡的结合处汇集，并向底部排液形成泡液分离。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (五)泡沫粘合剂的技术指标 1、发泡率是指一定体积待发泡液体的重量(G0)与同体积泡沫的重量(G1)之比，或发泡前液体密度(ρ0)与发泡后泡沫的密度(ρ1)之比。也称发泡比、发泡度或吹泡率。随发泡率的提高，泡沫的密度降低，粘度相应提高。因此，必须根据纤维种类、纤网定量和产量要求，选择最佳的发泡率。发泡率可以根据导入空气的量加以调节。通常机械式发泡机一般能控制在5：1～25：1之间。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 2、泡沫的半衰期是指一定的泡沫容积内部所含的液体流出一半所需要的时间。它表征了泡沫的排液速度和稳定性。半衰期是掌握泡沫稳定性的重要参数，与发泡比有密切关系，发泡比高，泡沫半衰期就长。生产中应严格控制泡沫的半衰期，使之在施加到纤网之前不产生排液或很少排液。泡沫的半衰期可通过加入稳定剂控制，一般控制在2～12min之间。常用的稳定剂有月桂醇、十二烷基醇和羟乙基纤维素等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 3、气泡直径气泡的大小要尽可能均匀，以利于泡沫在纤网上均匀地分布。气泡越小，泡沫越稳定。气泡的大小以确保泡沫为亚稳态为最佳。所谓压稳态泡沫，就是其稳定程度介于稳定泡沫和不稳定泡沫之间，它在施加于纤网之前稳定，而在施加于纤网之后易于破裂。气泡直径一般在50μm左右。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 4、泡沫的润湿性泡沫在施加到纤网之前，必须处于稳定状态，一旦施加到纤网上，即要求在纤维表面上迅速破裂、润湿并渗透到纤网中去。泡沫的这种特性称为润湿性，它受很多因素影响，如发泡比、半衰期、发泡剂与纤维类型、纤维网结构及前处理情况等。例如，对于憎水性纤维，浸渍时可采用粘合剂在分散液中高浓度、高倍数(低体积密度)和高稳定性的泡沫；与此相反，浸渍纤维素纤网时，则要求采用粘合剂在分散液中浓度较低、倍数低、稳定性不高的泡沫，这种泡沫含水量高，可促进纤维素纤维膨润，因而在浸渍时能快速粘合。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (六)泡沫浸渍方法及其设备 1、泡沫施加方式刮涂式

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能轧液式泡沫施加装置

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 2、典型泡沫浸渍设备德国Freudenberg公司的泡沫浸渍设备烘燥反面施加泡沫泡沫施加装置刮刀

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能德国Monforts公司的泡沫浸渍设备

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 Eimmer公司的泡沫浸渍设备磁性辊式刮刀电磁铁磁性辊式刮刀

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能三、喷洒粘合法喷洒粘合法的原理是应用喷头不断向纤维网喷洒粘合剂，然后进入烘房固化。主要用于制造高蓬松、多孔性的非织造材料，最典型的产品就是喷胶棉。典型工艺与设备：烘燥正面喷洒反面喷洒

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (一)喷头形式 1、气压式(二元式)喷头是采用空气为传送介质，与油漆喷枪原理基本相同，它只适用于对已经初步加固的纤网进行喷洒和加工，因为气流会破坏纤网的均匀度。 2、液压式喷头采用静压力控制分散喷出的雾粒。因此，雾粒小而均匀，在喷出散射面周围很少呈稀密层次。这就避免了散射面接头处的重叠现象。使粘合剂喷洒均匀。因而，这种喷头也可称为均匀喷嘴。但是，采用这种喷头时，要求粘合剂能承受高的剪切力，特别是对乳液型粘合剂的稳定性提出了更高的要求。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能喷头的喷洒压力、喷孔直径与粘合剂喷出量的关系

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (二)喷洒形式喷头的安装和运动方式对粘合剂的均匀分布有很大影响。多头往复式 1 2 3

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能多头固定式 1 2 3 4

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能多头旋转式

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能椭圆轨迹式

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能 (三)粘合剂喷洒量非织造产品用途与粘合剂加入量用途纤网定量 (g/m2) 粘合剂喷洒量纤网类型保暖絮片 45~165 10~20 平行家具用 150~600 交叉铺网睡衣用 165~265 10~30 枕头用 500~1000 1~3 擦刷及缓冲垫 70~400 15~100 气流成网过滤用 100~200 30~40 或交叉铺网

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能四、印花粘合法采用花纹辊筒或圆网印花滚筒施加粘合剂的方法，称为印花粘合法。该法适宜于制造20g/m2～60g/m2、柔软而美观的非织造材料，主要用作“用即弃”产品，具有成本低廉的优点。该工艺只用少量粘合剂，就能有规则地分布在纤网上，即使粘合剂的覆盖面小，也能得到一定的成品强度。粘合剂的分布范围在纤网总面积的10％～80％之间。涂布粘合剂的多少，系根据产品的用途来决定，在工艺上可由印花辊筒雕刻深度、粘合剂浓度来进行调节。若在粘合剂中添加染料，就能起到粘合加固与印花同时进行的作用。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能粘合剂可用丙烯酸酯、纤维素黄原酸酯或羟基纤维素。粘合剂的选择必须根据产品实际要求而决定。为了使纤网具有一定强力，便于印花连续进行，纤网可预先经过水的润湿，然后印上浓稠的印花色浆。采用预湿可使纤维间形成氢键而增加了粘合性，同时使纤网伸出的纤维末梢被推回纤网内，因而纤网表面平滑，易于在印花辊筒和轧辊间移动。抗菌剂、阻燃剂等一些功能整理剂应在作润湿的水中添加，而染料及助剂则添加在印花色浆中。印花后经烘燥的非织造材料与饱和浸渍粘合产品相比较，粘合强度差一些，但手感柔软，适用于纤维素纤维或与其混合的纤维所制的非织造卫生和医用产品以及揩布、桌布、窗帘等。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能带预湿装置的印花粘合示意图印花辊色浆槽烘燥预湿装置清洗装置

第七章化学粘合法加固纤网 §7-6 化学粘合法工艺与产品性能五、溶剂粘合法溶剂粘合法是采用溶剂或溶剂蒸汽处理纤网，利用可溶性纤维的膨润、溶解或部分溶解的特性，进行纤维之间的粘合。溶剂粘合法对设备的密闭性要求较高，否则易造成空气污染，因此溶剂粘合法应用较少。湿法成网的合纤纸，常用粘合剂有：聚酯纤维：硫氰化镁或硫氰化钙5~10%水溶液。聚丙烯腈纤维：同上，或溴化钙、溴化锌、溴化锂丙烯、碳酸酯或盐。聚酰胺纤维：碳酸溶液，N-羟基甲基聚酰胺的甲醇溶液，苯酚，丙酮，甲乙酮。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺一、烘燥工艺的基本技术要求 1、选择合适的热处理温度和生产速度温度选择的主要依据是粘合剂的交联温度与纤维的熔点、软化点，生产速度则根据熔烘温度所需的处理时间来确定。 2、防止纤网均匀度在烘燥过程中受到破坏纤网在进入烘房的初始阶段，纤维之间只是依靠抱合力而结合，热气流导入方式和速度如果不合适，就会破坏纤网结构，纤网中纤维会发生转移，导致纤网不均匀，这可以通过烘燥设备上有关机械措施来加以控制。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺 3、尽可能减少粘合剂的泳移所谓泳移即是在烘燥过程中聚合物分散液在加热时随水蒸发一起移向纤网的表层，因而烘燥后纤网的表面粘合剂含量多，而纤网内部粘合剂含量少未得到充分加固，导致了纤网分层疵病。烘燥方式、烘燥温度的配置及粘合剂乳液的性能等因素对粘合剂泳移有着显著影响。特别明显的是烘燥第一阶段，如果这阶段温度过高，纤网一进入烘燥区水分子便急剧蒸发，引起粘合剂泳移现象的产生与加大，所以第一阶段烘燥温度不宜过高，一般都设有预烘装置。为了减少粘合剂泳移可使用热敏粘合剂，这种粘合剂在40～60℃时，即在纤网内还含有大量水分时粘合剂就能凝聚，这也能减少粘合剂的泳移。另外，为了保证纤网受热均匀，使产品的各项性能均一稳定，纤网各处的温度偏差控制在±1.5℃范围内。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺 4、根据非织造材料的定量和性能来选择烘燥方式和工艺条件化学粘合法非织造材料的机械物理性能，在很大程度上取决于烘燥方式与工艺条件，而温度则是其中最重要的条件。烘燥工艺条件的选择必须考虑以下因素：所用粘合剂的类型、加工特性及含量；烘燥前纤网的定量、纤网中纤维的排列方式、纵向强度、纤网密度、纤维的热性能；最终产品的密度与柔软性。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺二、烘燥工艺与设备烘燥的基本原理就是热在纤网中的转移。冷界限温度理论：水→加热→70~80℃→蒸发。水处于蒸发状态→湿纤网的温度不会超出此界限温度。非织造材料的烘燥方式主要有：对流式接触式辐射式高频感应式

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺 (一)对流式 1、工作原理及工艺特征对流式烘燥是非织造材料生产应用最多的一种热处理方式。它应用空气作为热载体，将热转移至纤网或布上，使水分蒸发或使粘合剂凝聚交联(或使热熔纤维熔融)而达到粘合加固目的。按照空气流动的方式，对流式烘燥可分成三种：即平流对流式、喷射对流式和穿透对流式。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺对流式烘燥三种方式平流对流式喷射对流式穿透对流式

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺 2、穿透对流式穿透对流式烘燥是非织造材料生产中应用最广、发展最快的一种一种热处理技术。其工作原理是纤网经喂入传送带进入烘房，均匀分布在通气帘网上，循环风机把空气通过加热器加热，热空气气流穿透纤网进入帘网内，经循环风机作用重复使用。当热空气穿过纤网时，水分蒸发，粘合剂在一定温度下交联硫化(或低熔点纤维熔化)，纤网加固，形成了具有一定强力的非织造材料，然后由冷却导辊导出烘房。穿透对流式烘燥的蒸发效率比其它对流式烘燥要高，而且轻薄型纤网也可用这种方式烘燥。按照纤网在烘房内运行方式，可分为圆网滚筒式和平网式两类。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺圆网滚筒烘燥

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺多滚筒烘燥排气风机预烘

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺平网穿透式烘燥

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺 3、喷射对流式喷射对流式烘燥方法是采用喷嘴向纤网垂直或成一定角度地喷洒热空气，其蒸发效率取决于热空气离开喷嘴的速度、喷嘴与纤网的距离、喷嘴形状及空气温度。这种烘燥方法中，纤网的上下面有时需要不同的烘燥温度，因此，系统采用上下层分开的空气加热与送风装置以及喷射热空气速度可调节系统。喷嘴形式主要有两种，即开孔式和开槽式。排列方式一般是上下对排或单面排列。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺双排喷嘴、双面送风的喷射对流式烘燥

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺多层喷洒对流式烘燥正面喷洒烘燥

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺 (二)接触式接触式烘燥是一种传统的烘燥方法，利用热传导原理进行烘燥。接触式烘燥一般采用烘筒，其原理如图7－30所示。纤维与高温的金属烘筒表面接触后，从烘筒表面获得热量，向纤维网表面传递，使水分不断蒸发，达到烘干的目的。按烘筒与非织造材料的接触方式来分，有单面接触和双面接触两种，按烘筒的排列方式来分，有水平式和立柱式。接触式烘燥的优点是非织造材料直接与高温烘筒表面接触，烘燥效率高，烘燥速度快，操作方便，机械结构比较简单。缺点是由于烘筒存在着一定弧度，容易破坏纤维网内部的均匀性；生产厚型非织造材料，在产品表面易产生皱纹；烘干后的产品表面比较光硬，手感较差。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺烘筒水平排列接触式烘燥

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺多组烘筒垂直排列接触式烘燥

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺 (三)辐射式辐射式烘燥主要指红外或远红外辐射。其原理是利用某些材料的辐射能力，发出一定波长的射线，被烘燥物体能吸收这种特定波长的红外线，并转变为热能，对纤网加固烘燥。当红外线辐射到纤网上时，能穿透表面，从纤维内部进行烘燥，从而达到短时间内纤维内外层同时烘燥的目的。其优点是干燥能力大，效率高；无接触式加热，不破坏纤网结构；材料里外同时干燥，无泳移现象，干燥均匀性好；设备体积小。这种烘燥方式可以作为预烘装置,放在最前面，也可以与热风穿透式烘燥组合起来，组成红外辐射→热风穿透→红外辐射的组合烘燥工艺，以达到产品性能要求。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺 (四)高频感应式特点：纤网周围空气介质不产生热，水分子运动产生热量。温度、湿度分布很均匀，效率最高，也最安全 (指不会出现纤网烘焦现象)，但设备较昂贵。通常配置在烘燥线的最后部分，纤网中含湿量较低时进行干燥，效果很好。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-7 烘燥工艺被烘燥物接受外界发出的无线电波，本身产生热量，水份蒸发，达到烘燥的目的。常用无线电波：　a. 千兆赫波(微波)→烘燥 b. 兆赫波→粘合原理：由磁控管产生频率约24万兆赫的超短波，属电磁波，意味着1秒钟内微波的正负极变换2450百万次。水分子是偶极分子，一端为正极另一端为负极。微波每变换一次，水分子就转一次，水分子间的振动和摩擦产生热量。

第七章作业 1、天然粘合剂，如橡胶乳胶作非织造材料粘合剂有哪些优缺点？
第七章作业 1、天然粘合剂，如橡胶乳胶作非织造材料粘合剂有哪些优缺点？ 2、讨论高聚物纤维粘合理论，说明吸附理论、扩散理论、等理论的特点，适用范围，存在的不足。说明粘合剂、纤维分子量、大分子链极性反应基团，共聚组成对粘合强度的影响。 3、说明纤维表面浸润性，接触角的结构因素，如何提高纤维表面性能，从而提高纤维的粘合性能？ 4、纤维的细度、长度、横截面几何形状，卷曲度以及纤维表面孔洞缝隙与它的粘合性能有什么关系？要提高非织造材料的强度，又要保证它的柔软性应如何控制这些指标？ 5、粘合剂的含固量与非织造材料强度的关系？如何控制浸胶、烘干等工艺来提高非织造材料的性能和质量？ 6、名词解释：泳移现象、接触角、泡沫半衰期。

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系 §7-3 粘合剂选用的原则

Similar presentations

Presentation on theme: "第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系 §7-3 粘合剂选用的原则"— Presentation transcript:

Similar presentations

About project

反馈

请登录

Auth with social network:

第七章 化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系 §7-3 粘合剂选用的原则

Similar presentations

Presentation on theme: "第七章 化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系 §7-3 粘合剂选用的原则"— Presentation transcript:

Similar presentations

About project

反馈

第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系 §7-3 粘合剂选用的原则

Presentation on theme: "第七章化学粘合法加固纤网 §7-1 粘合剂的种类与作用 §7-2 粘合剂与非织造材料性能的关系 §7-3 粘合剂选用的原则"— Presentation transcript: